CN210412503U - 一种金锭熔铸系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金锭熔铸系统，包括操作台、传输机构、熔炼炉主体和数控操作面板。操作台上设置有模具和模具盖，传输机构可使机械手在水平方向和竖直方向上进行运动，熔炼炉主体包括上方设有入料口的熔炼室，数控操作面板可控制传输机构使机械手将模具盖安装到模具上并将模具从入料口放置到熔炼室内。本实用新型通过设置操作台来放置模具和模具盖，然后在操作台上方设置了传输机构，从而可实现对模具及其内部原料进行中频感应加热、冷却、成型、模具回归原位等的自动化操作，整个铸锭过程机械化程度高，有效解决了人员劳动强度大、工作环境差、生产效率低、生产成本增加等问题，也消除了安全隐患。

Description

一种金锭熔铸系统

技术领域

本实用新型涉及铸造技术领域，具体涉及一种金锭熔铸系统。

背景技术

目前，在黄金的熔融铸造行业中，金锭的熔铸操作主要采用人工进行操作。其主要操作流程为：第一步先将黄金加入到中频炉中的坩埚中，第二步通过中频炉加热熔融黄金，第三步将熔融状态的黄金倒入预热后的模具中，第四步从模具中取出金锭沾水冷却，即可得到金锭。

然而，现有技术中的这种通过人工操作来熔铸金锭的方式，操作时会不可避免地引起金液的溅洒飞溅，造成黄金熔铸损耗增加，飞溅起来的熔融状态的金液还容易烫伤操作人员，同时操作人员在进行人工操作时也极易受到高强度的热辐射和中频辐射，存在较大安全隐患。此外，人工操作过程中需要多位操作人员的协同配合，导致出现人员劳动强度大、工作环境差、生产效率低、生产成本增加等问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种金锭熔铸系统，以解决现有技术中通过人工操作方式熔铸金锭导致的黄金熔铸损耗增加、易使操作人员烫伤或受到高强度的热辐射和中频辐射以及人员劳动强度大、工作环境差、生产效率低、生产成本增加等问题。

本实用新型实施例提供一种金锭熔铸系统，包括：

操作台，其上设置有模具以及与所述模具相适配的模具盖；

传输机构，其设置在所述操作台的上方，包括主动导轨、水平滑块、丝杆导轨、竖直滑块和机械手；所述主动导轨沿水平方向设置，所述水平滑块设置在所述主动导轨上并可沿所述主动导轨在水平方向运动，所述丝杆导轨的上端侧面设置在所述水平滑块上，所述竖直滑块设置在所述丝杆导轨上并可沿所述丝杆导轨在竖直方向运动，所述机械手设置在所述竖直滑块下方；

熔炼炉主体，其设置在所述操作台的一侧，包括熔炼室，所述熔炼室上方设有入料口；

数控操作面板，其设置在所述熔炼炉主体一侧，所述数控操作面板控制所述传输机构，使所述机械手将所述模具盖安装到所述模具上并将所述模具从所述入料口放置到所述熔炼室内。

作为本实用新型的优选方式，所述主动导轨包括皮带式直线导轨，所述皮带式直线导轨的一端设置有第一驱动电机和第一齿轮，所述第一驱动电机设置在所述皮带式直线导轨的外侧，所述第一齿轮设置在所述皮带式直线导轨的内侧，所述第一驱动电机的电机齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一驱动电机还与所述数控操作面板信号连接；

所述皮带式直线导轨内部侧面上设置有多个均匀排布的直线导轨齿条，所述直线导轨齿条与所述第一齿轮啮合。

作为本实用新型的优选方式，所述丝杆导轨内部设置有具有螺纹结构的螺杆，所述丝杆导轨两侧设置有滑槽；所述竖直滑块两侧设置有延伸出的并与所述滑槽相适配的连接件，所述连接件上设置有与所述螺杆的螺纹结构相适配的螺纹槽体，所述螺纹槽体与所述螺杆卡接；

所述螺杆的顶端设置有第二齿轮，所述螺杆的顶端一侧设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的电机齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二驱动电机还与所述数控操作面板信号连接。

作为本实用新型的优选方式，所述机械手包括安装件，所述安装件内部设置有两个第三驱动电机；所述安装件下方设置有顶板，所述顶板下方并排设置有两个卡爪导轨，所述卡爪导轨下方均设置有卡爪滑块，每个所述卡爪滑块上均设置有卡爪；

每个所述卡爪导轨内部底面上均设置有多个均匀排布的卡爪导轨齿条，每个所述卡爪导轨齿条上方均设置有第三齿轮，每个所述卡爪导轨齿条均与对应的所述第三齿轮啮合，每个所述第三齿轮均与其中一个所述第三驱动电机的电机齿轮啮合，每个所述第三驱动电机还与所述数控操作面板信号连接。

作为本实用新型的优选方式，所述传输机构还包括从动导轨，所述从动导轨平行设置在所述主动导轨的下方，所述丝杆导轨的下端侧面设置在所述从动导轨上。

作为本实用新型的优选方式，所述入料口上通过闭盖传动机构设置有炉腔外盖，所述闭盖传动机构与所述数控操作面板信号连接。

作为本实用新型的优选方式，所述熔炼炉主体还包括真空泵、惰性气体源、中频感应加热装置和循环冷却水装置，所述真空泵和所述惰性气体源通过管路分别与所述熔炼室连接；所述中频感应加热装置和所述循环冷却水装置分别设置在所述熔炼室的一侧，所述中频感应加热装置用于在所述模具被放置到所述熔炼室内后对所述熔炼室进行加热，所述循环冷却水装置用于在对所述熔炼室加热到预设温度后对所述熔炼室进行冷却；

所述真空泵、所述惰性气体源、所述中频感应加热装置和所述循环冷却水装置分别与所述数控操作面板信号连接。

作为本实用新型的优选方式，所述熔炼室内部设置有温度传感器，所述温度传感器与所述数控操作面板信号连接。

作为本实用新型的优选方式，所述模具为长方体型结构，所述模具的各个外侧壁上均设置有与所述机械手相适配的横向槽。

作为本实用新型的优选方式，所述模具和所述模具盖均由石墨材料制成。

本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统，通过设置操作台来放置模具和模具盖，然后在操作台上方设置了传输机构，该传输机构包括可沿水平方向滑动的主动导轨、可沿竖直方向滑动的丝杆导轨以及可自动抓取模具的机械手，从而可实现通过机械手将模具盖安装到模具上并将模具从入料口放置到熔炼室内，进而对模具及其内部原料进行中频感应加热、冷却、成型、模具回归原位等的自动化操作，整个铸锭过程机械化程度高，有效解决了人员劳动强度大、工作环境差、生产效率低、生产成本增加等问题，也消除了存在的易使操作人员烫伤或受到高强度的热辐射和中频辐射等安全隐患。

另外，通过机械进行操作时动作平稳，精度高，能有效避免金液的溅洒飞溅，不会造成黄金熔铸损耗增加，稳定了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中传输机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中传输机构的另一结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中主动导轨的传动结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中丝杆导轨的传动结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中丝杆导轨的内部结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中竖直滑块的连接件的螺纹槽体的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中机械手的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中机械手的另一结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中机械手的卡爪导轨的传动示意图；

图12为本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统中模具安装模具盖后的结构示意图。

其中，1、操作台，2、模具，2-1、横向槽，3、模具盖，4、主动导轨，4-1、皮带式直线导轨，4-2、第一齿轮，4-3、第一驱动电机的电机齿轮，4-4、直线导轨齿条，5、水平滑块，6、丝杆导轨，6-1、螺杆，6-2、滑槽，6-3、第二齿轮，6-4、第二驱动电机的电机齿轮，7、竖直滑块，7-1、连接件，8、机械手，8-1、安装件，8-2、顶板，8-3、卡爪导轨，8-4、卡爪滑块，8-5、卡爪，8-6、卡爪导轨齿条，8-7、第三齿轮，8-8、第三驱动电机的电机齿轮，10、数控操作面板，11、从动导轨，12、炉腔外盖，14、惰性气体源，16、循环冷却水装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

参照图1和图2所示，本实用新型实施例公开了一种金锭熔铸系统，该系统包括：

操作台1，其上设置有模具2以及与模具2相适配的模具盖3；

传输机构，其设置在操作台1的上方，包括主动导轨4、水平滑块5、丝杆导轨6、竖直滑块7和机械手8；主动导轨4沿水平方向设置，水平滑块5设置在主动导轨4上并可沿主动导轨4在水平方向运动，丝杆导轨6的上端侧面设置在水平滑块5上，竖直滑块7设置在丝杆导轨6上并可沿丝杆导轨6在竖直方向运动，机械手8设置在竖直滑块7下方；

熔炼炉主体，其设置在操作台的一侧，包括熔炼室，熔炼室上方设有入料口；

数控操作面板10，其设置在熔炼炉主体一侧，数控操作面板10控制传输机构，使机械手8将模具盖3安装到模具2上并将模具2从入料口放置到熔炼室内。

本实施例中，操作台上设置有模具以及与模具相适配的模具盖，其上还设置有用来放置模具和模具盖的固定槽，用以固定模具和模具盖从而防止其运动。操作开始前，操作人员预先在模具中放置经过准确称量的待加工的原料金锭。

操作台上方还通过支架设置有传输机构，通过该传输机构可以将模具盖安装到模具上并对其进行传输。传输机构主要包括主动导轨、水平滑块、丝杆导轨、竖直滑块和机械手，其中主动导轨沿水平方向设置，水平滑块设置在主动导轨上，丝杆导轨沿竖直方向设置，且其上端侧面固定在水平滑块上，竖直滑块设置在丝杆导轨的另一个侧面上，机械手设置在竖直滑块下方。由于水平滑块可沿主动导轨在水平方向运动，从而可以通过丝杆导轨和竖直滑块带动机械手实现在水平方向的运动，而竖直滑块可沿丝杆导轨在竖直方向运动，当机械手在水平方向上运动到预设位置处后，可通过竖直滑块带动机械手实现在竖直方向的运动。

通过在水平方向和竖直方向分别对机械手的位置进行调整后，可实现对模具和模具盖的精确抓取。通过在传输机构中设置水平方向的主动导轨和竖直方向的竖直导轨，使得整个操作过程中机械手均通过滑动完成位置调整，动作平稳，精度高，能有效避免金液的溅洒飞溅，不会造成黄金熔铸损耗增加，稳定了产品质量。

操作台的一侧还设置了熔炼炉主体，用于实现对模具中金锭的熔炼过程。熔炼炉主体主要包括熔炼室，熔炼室上方设有入料口，机械手精确抓取到安装有模具盖的模具后，通过传输机构水平运动到入料口的上方，然后再竖直向下运动通过入料口进入熔炼室内部后，机械手打开将安装有模具盖的模具放入熔炼室中。机械手伸出熔炼室后，入料口关闭，从而熔炼室完成对模具中金锭的熔融、成型、冷却等熔炼过程。

操作台上用于放置模具和模具盖的两个固定槽，作为操作台上方的机械手对模具及模具盖进行传输的起点以及铸锭作业完成后模具和模具盖回归原位的终点，以此实现自动化循环操作，这两个固定槽即操作流程的起点和终点。需要注意的是，模具、模具盖、机械手以及入料口需位于同一平面上，这样可以防止机械手的卡爪抓取模具时，使卡爪与模具的接触表面产生除垂直方向以外的其他方向的作用力，从而造成模具抖动、侧翻等情况发生。

熔炼炉主体一侧还设置有数控操作面板，数控操作面板能够控制传输机构，从而使机械手将模具盖安装到模具上并将模具从入料口放置到熔炼室内。整个熔炼过程中，通过数控操作面板对传输机构进行控制，即可实现自动化操作。此外，还可以通过数控操作面板设置金锭熔融、成型、冷却等工艺参数，以提高最终产品的表面质量。

需要说明的是，数控操作面板采用现有技术中的结构，本领域技术人员可以根据实际使用需求对设置在数控操作面板上的按钮、显示屏的数量和类型等进行灵活设置，还可以根据需要对加载在其上的程序进行设置，以满足使用需求。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，进一步参照图3～图5所示，主动导轨4包括皮带式直线导轨4-1，皮带式直线导轨4-1的一端设置有第一驱动电机和第一齿轮4-2，第一驱动电机设置在皮带式直线导轨4-1的外侧，第一齿轮4-2设置在皮带式直线导轨4-1的内侧，第一驱动电机的电机齿轮4-3与第一齿轮4-2啮合，第一驱动电机还与数控操作面板10信号连接；皮带式直线导轨4-1内部侧面上设置有多个均匀排布的直线导轨齿条4-4，直线导轨齿条4-4与第一齿轮4-2啮合。

本实施例中，主动导轨通过支架设置在操作台上方，且沿平行于操作台上表面的水平方向设置。主动导轨主要包括一个皮带式直线导轨，并在皮带式直线导轨远离熔炼室的一端设置了第一驱动电机和第一齿轮。

其中，第一驱动电机设置在皮带式直线导轨的外侧，第一齿轮设置在皮带式直线导轨的内侧，同时在皮带式直线导轨内部侧面上设置了多个均匀排布的直线导轨齿条，这样第一驱动电机的电机齿轮与第一齿轮啮合，第一齿轮又与直线导轨齿条啮合，从而利用第一驱动电机的正转或反转来驱动第一齿轮，这样会将运动传导至皮带式直线导轨内部的直线导轨齿条上，进而带动皮带式直线导轨进行顺时针或逆时针的运动。

水平滑块固定在皮带式直线导轨位于上方的部分上，当皮带式直线导轨进行顺时针或逆时针的运动时，会带动固定于皮带式直线导轨上的水平滑块进行水平方向上的运动，从而带动固定于水平滑块上的丝杆导轨和竖直滑块进行水平方向上的运动，最终使设置于竖直滑块下方的机械手进行水平方向上的运动。机械手在水平方向上的运动，可将模具运送至熔炼室入料口的正上方。

传输机构在水平方向上采用皮带式直线导轨，并通过齿轮和齿条的啮合最终使机械手能够进行水平方向的往返运动，不仅动作平稳、精度高，还有效提高了工作效率。

此外，第一驱动电机还与数控操作面板信号连接，因此通过数控操作面板可以实现对第一驱动电机的控制，使其进行正转或反转来驱动第一齿轮，进而使皮带式直线导轨内部的直线导轨齿条在第一齿轮带动下运动，从而使水平滑块沿水平导轨在水平方向运动。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，进一步参照图3、图4及图6～图8所示，丝杆导轨6内部设置有具有螺纹结构的螺杆6-1，丝杆导轨6两侧设置有滑槽6-2；竖直滑块7两侧设置有延伸出的并与滑槽6-2相适配的连接件7-1，连接件7-1上设置有与螺杆6-1的螺纹结构相适配的螺纹槽体，螺纹槽体与螺杆6-1卡接；螺杆6-1的顶端设置有第二齿轮6-3，螺杆6-1的顶端一侧设置有第二驱动电机，第二驱动电机的电机齿轮6-4与第二齿轮6-3啮合，第二驱动电机还与数控操作面板10信号连接。

本实施例中，丝杆导轨的上端侧面固定设置在水平滑块上，且沿垂直于操作台上表面的竖直方向设置。丝杆导轨内部为中空结构，其内部竖向设置有具有螺纹结构的螺杆，并在螺杆的顶端设置了第二齿轮，再螺杆的顶端一侧设置了第二驱动电机。

第二驱动电机的电机齿轮与第二齿轮啮合，因此利用第二驱动电机的正转或反转来驱动第二齿轮，能够带动螺杆上的螺纹结构在丝杠导轨上进行顺时针或逆时针的旋转。

丝杆导轨两侧设置有滑槽，该滑槽穿过丝杆导轨的侧面形成了贯穿孔，进一步在竖直滑块两侧设置了向丝杆导轨延伸出的并与滑槽相适配的连接件，该连接件可通过滑槽伸入丝杆导轨内部。同时在连接件上设置了与螺杆的螺纹结构相适配的螺纹槽体，该螺纹槽体也沿竖直方向排布。竖直滑块两侧的连接件伸入丝杆导轨内部后，连接件上的螺纹槽体与螺杆的螺纹结构相配合进而实现两者的卡接。当螺杆上的螺纹结构在第二驱动电机和第二齿轮的带动下进行顺时针或逆时针的旋转时，可通过螺纹槽体带动竖直滑块两侧的连接件进行竖直方向上的运动，从而使竖直滑块以及设置于竖直滑块下方的机械手进行竖直方向上的运动。机械手在竖直方向上的运动，可将模具盖安装到模具上，并实现模具的抓取以及将模具从入料口运送到熔炼室内部。

传输机构在竖直方向上采用丝杠导轨，并通过螺杆的螺纹结构进行顺时针或逆时针的旋转带动竖直滑块在竖直方向上运动，最终使机械手能够进行竖直方向的往返运动，实现精准的向上或向下的位移，动作平稳、精度高，可准确配合机械手完成模具的运输作业。

此外，第二驱动电机还与数控操作面板信号连接，因此通过数控操作面板可以实现对第二驱动电机的控制，使其进行正转或反转来驱动第二齿轮，进而使丝杆导轨内部的螺杆在第二齿轮带动下运动，然后带动竖直滑块两侧的连接件进行竖直方向上的运动，从而使竖直滑块沿丝杆导轨在竖直方向运动。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，进一步参照图3、图4及图9～图11所示，机械手8包括安装件8-1，安装件8-1内部设置有两个第三驱动电机；安装件8-1下方设置有顶板8-2，顶板8-2下方并排设置有两个卡爪导轨8-3，卡爪导轨8-3下方均设置有卡爪滑块8-4，每个卡爪滑块8-4上均设置有卡爪8-5；每个卡爪导轨8-3内部底面上均设置有多个均匀排布的卡爪导轨齿条8-6，每个卡爪导轨齿条8-6上方均设置有第三齿轮8-7，每个卡爪导轨齿条8-6均与对应的第三齿轮8-7啮合，每个第三齿轮8-7均与其中一个第三驱动电机的电机齿轮8-8啮合，每个第三驱动电机还与数控操作面板10信号连接。

本实施例中，机械手通过安装件固定设置在竖直滑块的下方，安装件内部为中空结构，其内部设置有两个第三驱动电机，安装件的底面有两个开孔，可分别供两个第三驱动电机的电机齿轮向下伸出。安装件的下方设置了顶板，顶板下方通过螺栓固定设置有两个卡爪导轨，这两个卡爪导轨沿着顶板的轴向并排设置，每个卡爪导轨下方又设置了卡爪滑块，每个卡爪滑块的侧面上又设置了卡爪。同时，每个卡爪导轨内部底面上均设置了多个均匀排布的卡爪导轨齿条，每个卡爪导轨齿条均分别与设置在其上方的第三齿轮啮合，每个第三齿轮又分别与设置其上方的第三驱动电机的电机齿轮啮合。

两个第三驱动电机均与数控操作面板信号连接，因此通过数控操作面板可以分别实现对两个第三驱动电机的控制，使这两个第三驱动电机同时或单独向相反的方向或者相对的方向旋转，进而分别通过驱动两个第三齿轮将运动传导至卡爪导轨内部底面上设置的卡爪导轨齿条上，进而带动两个卡爪滑块同时或单独向相反的方向或者相对的方向水平运动，从而实现两个卡爪同时或单独的开合动作，以此来完成对模具或模具盖的抓取、运输或释放等操作。机械手配合水平以及竖直方向上的位移，从而进行对模具闭盖、运输或释放等操作。

另外，机械手中的两个卡爪的尺寸和大小均与模具和模具盖相适配，抓取模具后更加稳定牢固。

采用上述结构的机械手对模具及模具盖进行抓取、运输或释放等操作，摒弃了传统的吸盘作业，避免了因吸盘老化密封不严造成的模具运输中的不稳定因素。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，进一步参照图3和图4所示，传输机构还包括从动导轨11，从动导轨11平行设置在主动导轨4的下方，丝杆导轨6的下端侧面设置在从动导轨11上。

本实施例中，传输机构还包括设置在主动导轨正下方的从动导轨，从动导轨无动力系统，丝杠导轨沿竖直方向分别与主动导轨和从动导轨同时连接。水平方向的双轨机制确保了机械手在水平方向平稳运动，同时也确保了在竖直方向上平稳运动，且在竖直方向上运动时始终运行在竖直方向的轴线上，无摆动。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，入料口上通过闭盖传动机构设置有炉腔外盖12，闭盖传动机构与数控操作面板10信号连接。

本实施例中，在熔炼室的入料口上通过闭盖传动机构设置了炉腔外盖，且闭盖传动机构与数控操作面板信号连接，这样就实现了炉腔外盖的自动化开启或关闭操作。

当机械手将模具运输到入料口上方时，通过数控操作面板控制闭盖传动机构使炉腔外盖开启；当机械手将模具放置到熔炼室内并从熔炼室伸出后，通过数控操作面板控制闭盖传动机构使炉腔外盖关闭，操作方便。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，熔炼炉主体还包括真空泵、惰性气体源14、中频感应加热装置和循环冷却水装置16，真空泵和惰性气体源14通过管路分别与熔炼室连接；中频感应加热装置和循环冷却水装置16分别设置在熔炼室的一侧，中频感应加热装置用于在模具2被放置到熔炼室内后对熔炼室进行加热，循环冷却水装置16用于在对熔炼室加热到预设温度后对熔炼室进行冷却；真空泵、惰性气体源14、中频感应加热装置和循环冷却水装置16分别与数控操作面板10信号连接。

本实施例中，熔炼炉主体除包括熔炼室外，还包括真空泵、惰性气体源、中频感应加热装置和循环冷却水装置，其中熔炼室、真空泵和中频感应加热装置设置在一个柜体内部，惰性气体源和循环冷却水装置设置在该柜体外部，数控操作面板则设置在该柜体的一个侧面上。入料口设置在该柜体的顶部，且与熔炼室上的炉腔口密闭连接。

熔炼室的底部设有与真空泵相连的可开合的气孔，其外侧壁也设有与惰性气体源相连的可开合的气孔，熔炼室上的这两个气孔处分别通过管路与真空泵和惰性气体源连接。熔炼室上方的炉腔外盖关闭后，熔炼室内部为封闭式环境。通过数控操作面板打开连接真空泵的气孔并打开真空泵，对熔炼室内部抽真空，当真空度达到标准后，通过数控操作面板关闭真空泵及气孔。接着，通过数控操作面板打开连接惰性气体源的气孔并打开惰性气体源，向熔炼室内部充入惰性气体，对熔炼室进行惰性气体保护。在惰性气体保护下，在同一模具中熔融，冷却成型，获得的产品无气孔且表明光滑平整无波纹。

熔炼室外侧分别设置有循环冷却水系统以及中频感应加热装置，对熔炼室进行惰性气体保护后，通过数控操作面板对中频感应加热装置中的感应线圈通电使其产生热量对熔炼室加热。通过数控操作面板调节感应线圈的功率控制加热速度，确保升温过程处于规定的温度梯度范围内。当熔炼室内的温度达到目标温度后，维持一段时间后，即完成对金锭的熔融过程。然后关闭感应线圈，通过数控操作面板打开循环冷却水系统中的冷却水循环泵，通过调节冷却水循环管道中的水流通量来控制冷却温度梯度，确保产品在一个平缓的温度梯度下逐渐冷却。当产品的冷却温度达到目标温度后，关闭循环冷却水系统，结束整个成型过程。

在惰性气体保护下，金锭的熔融及冷却成型过程均在同一模具中进行，且在升温以及冷却过程中控制了相应温度梯度，产品受热均匀，从而避免产品出现气孔及水波纹等质量问题，成型后的产品无气孔、表明光滑平整且无波纹，稳定了产品质量。

同时，模具及原料金锭在常温状态下进入熔炼室，由于熔炼室完全封闭，即使炉内温度高达1500℃，其柜体外表面的温度也只有30℃左右，不会对操作人员产生热辐射、不会造成意外烫伤且熔炼过程无烟气排放。在成型后产品冷却至40℃以下才由机械手取出，操作人员不会直接接触到高温物体，确保了劳动过程中的安全性。

需要说明的是，由于熔炼室、真空泵和中频感应加热装置设置在柜体内部，在不影响对本实施例中所述技术方案理解的情况下，本实施例中未对上述设置在柜体内部的结构细节做进一步的描述，同时附图中也未示出柜体内部的结构，本领域技术人员在本实施例公开内容的基础上，能够理解并实施本实施例中所述的技术方案。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，熔炼室内部设置有温度传感器，温度传感器与数控操作面板10信号连接。

本实施例中，熔炼室内部设置了温度传感器，同时在温度传感器外部包覆了耐高温材料，可以实时检测到熔炼室内的温度并及时向数控操作面板反馈温度，从而可通过数控操作面板更加准确地控制中频感应加热装置的升温速度和循环冷却水装置的冷却速度，确保升温过程和冷却过程均在规定的温度梯度范围内，使产品质量更加稳定。

本实施例中对温度传感器的设置方式不作限定，本领域技术人员根据实际情况选择合适的设置方式即可。

在上述实施例的基础上，在一个具体的实施方案中，进一步参照图12所示，模具2为长方体型结构，模具2的各个外侧壁上均设置有与机械手8相适配的横向槽2-1。

本实施例中，将放置原料金锭的模具设置成特制的长方体型结构，使机械手与模具之间实现了线接触，避免了面接触，从而在抓取和运输模具时有效避免机械手对模具造成大面积摩擦而损坏模具。

另外，机械手中的两个卡爪的尺寸和大小均与模具和模具盖相适配，同时两个卡爪采用底部向内弯曲形成相对的L型结构，对模具进行抓取时只需将两个卡爪的弯曲部分伸入到模具侧壁上设置的横向槽内即可实现对模具的抓取，整个抓取过程非常平稳。

优选地，模具2和模具盖3均由石墨材料制成。

本实施例中，由于石墨材料具有熔点高、耐高温、高温下不易变形等优点，因此采用石墨材料制作的模具和模具盖，在熔炼室内部1500℃的高温下也不会熔化和变形，不会对模具中的金锭造成污染。

由于石墨材料不耐磨损，因此在上述实施例中，在模具的各个外侧壁上均设置了与机械手相适配的横向槽后，使得机械手对模具进行抓取时只需将其两个卡爪的弯曲部分伸入到模具侧壁上设置的横向槽内，即可实现对模具的抓取。这样，机械手与模具之间实现了线接触，避免了面接触，从而在抓取和运输模具时可有效避免机械手对模具造成大面积摩擦而损坏模具，延长了模具的使用寿命。

本实用新型实施例提供的金锭熔铸系统的工作原理如下：

将模具和模具盖分别放置于操作台上相应的固定槽内，并将待加工的原料金锭经准确称量后置于模具中。通过数控操作面板控制机械手沿水平方向运动到模具盖上方，然后再使机械手沿竖直方向向下运动直至到达模具盖所处位置。机械手打开抓取到模具盖后再沿竖直方向向上运动，然后再沿水平方向运动到模具上方，机械手再次沿竖直方向向下运动将模具盖安装到模具上，然后抓取安装模具盖后的模具。

机械手将安装模具盖后的模具运输到熔炼室的入料口上方后，通过数控操作面板控制闭盖传动机构使炉腔外盖开启，机械手竖直向下运动通过入料口进入熔炼室内部，机械手打开将安装有模具盖的模具放入熔炼室中。机械手伸出熔炼室后，闭盖传动机构使炉腔外盖关闭，机械手返回到起始位置。

熔炼室上方的炉腔外盖关闭后，熔炼室内部为封闭式环境。打开连接真空泵的气孔并通过数控操作面板打开真空泵，对熔炼室内部抽真空，当真空度达到标准后，通过数控操作面板关闭真空泵及气孔。接着，打开连接惰性气体源的气孔并通过数控操作面板打开惰性气体源，向熔炼室内部充入惰性气体，对熔炼室进行惰性气体保护。

通过数控操作面板对中频感应加热装置中的感应线圈通电使其产生热量对熔炼室加热，同时通过温度传感器反馈熔炼室内的温度。通过数控操作面板调节感应线圈的功率控制加热速度，确保升温过程处于规定的温度梯度范围内。当熔炼室内的温度达到目标温度后，维持一段时间后，即完成对金锭的熔融过程。然后关闭感应线圈，通过数控操作面板打开循环冷却水系统中的冷却水循环泵，通过调节冷却水循环管道中的水流通量来控制冷却温度梯度。

金锭成型后，通过数控操作面板控制闭盖传动机构使炉腔外盖开启。机械手伸入熔炼室内部取出安装模具盖的模具，按原路返回至操作台，将模具放置于相应的固定槽内，然后取下模具盖，并将模具盖也放置于相应的固定槽内，从模具中取出成型后的产品即完成了整个熔铸过程。

本实用新型实施例提供的一种金锭熔铸系统，通过设置操作台来放置模具和模具盖，然后在操作台上方设置了传输机构，该传输机构包括可沿水平方向滑动的主动导轨、可沿竖直方向滑动的丝杆导轨以及可自动抓取模具的机械手，从而可实现通过机械手将模具盖安装到模具上并将模具从入料口放置到熔炼室内，进而对模具及其内部原料进行中频感应加热、冷却、成型、模具回归原位等的自动化操作，整个铸锭过程机械化程度高，有效解决了人员劳动强度大、工作环境差、生产效率低、生产成本增加等问题，也消除了存在的易使操作人员烫伤或受到高强度的热辐射和中频辐射等安全隐患。

另外，通过机械进行操作时动作平稳，精度高，能有效避免金液的溅洒飞溅，不会造成黄金熔铸损耗增加，稳定了产品质量。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金锭熔铸系统，其特征在于，包括：

操作台，其上设置有模具以及与所述模具相适配的模具盖；

传输机构，其设置在所述操作台的上方，包括主动导轨、水平滑块、丝杆导轨、竖直滑块和机械手；所述主动导轨沿水平方向设置，所述水平滑块设置在所述主动导轨上并可沿所述主动导轨在水平方向运动，所述丝杆导轨的上端侧面设置在所述水平滑块上，所述竖直滑块设置在所述丝杆导轨上并可沿所述丝杆导轨在竖直方向运动，所述机械手设置在所述竖直滑块下方；

熔炼炉主体，其设置在所述操作台的一侧，包括熔炼室，所述熔炼室上方设有入料口；

数控操作面板，其设置在所述熔炼炉主体一侧，所述数控操作面板控制所述传输机构，使所述机械手将所述模具盖安装到所述模具上并将所述模具从所述入料口放置到所述熔炼室内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主动导轨包括皮带式直线导轨，所述皮带式直线导轨的一端设置有第一驱动电机和第一齿轮，所述第一驱动电机设置在所述皮带式直线导轨的外侧，所述第一齿轮设置在所述皮带式直线导轨的内侧，所述第一驱动电机的电机齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一驱动电机还与所述数控操作面板信号连接；

所述皮带式直线导轨内部侧面上设置有多个均匀排布的直线导轨齿条，所述直线导轨齿条与所述第一齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述丝杆导轨内部设置有具有螺纹结构的螺杆，所述丝杆导轨两侧设置有滑槽；所述竖直滑块两侧设置有延伸出的并与所述滑槽相适配的连接件，所述连接件上设置有与所述螺杆的螺纹结构相适配的螺纹槽体，所述螺纹槽体与所述螺杆卡接；

所述螺杆的顶端设置有第二齿轮，所述螺杆的顶端一侧设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的电机齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二驱动电机还与所述数控操作面板信号连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机械手包括安装件，所述安装件内部设置有两个第三驱动电机；所述安装件下方设置有顶板，所述顶板下方并排设置有两个卡爪导轨，所述卡爪导轨下方均设置有卡爪滑块，每个所述卡爪滑块上均设置有卡爪；

每个所述卡爪导轨内部底面上均设置有多个均匀排布的卡爪导轨齿条，每个所述卡爪导轨齿条上方均设置有第三齿轮，每个所述卡爪导轨齿条均与对应的所述第三齿轮啮合，每个所述第三齿轮均与其中一个所述第三驱动电机的电机齿轮啮合，每个所述第三驱动电机还与所述数控操作面板信号连接。

5.根据权利要求1～4任一项所述的系统，其特征在于，所述传输机构还包括从动导轨，所述从动导轨平行设置在所述主动导轨的下方，所述丝杆导轨的下端侧面设置在所述从动导轨上。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述入料口上通过闭盖传动机构设置有炉腔外盖，所述闭盖传动机构与所述数控操作面板信号连接。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔炼炉主体还包括真空泵、惰性气体源、中频感应加热装置和循环冷却水装置，所述真空泵和所述惰性气体源通过管路分别与所述熔炼室连接；所述中频感应加热装置和所述循环冷却水装置分别设置在所述熔炼室的一侧，所述中频感应加热装置用于在所述模具被放置到所述熔炼室内后对所述熔炼室进行加热，所述循环冷却水装置用于在对所述熔炼室加热到预设温度后对所述熔炼室进行冷却；

所述真空泵、所述惰性气体源、所述中频感应加热装置和所述循环冷却水装置分别与所述数控操作面板信号连接。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔炼室内部设置有温度传感器，所述温度传感器与所述数控操作面板信号连接。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模具为长方体型结构，所述模具的各个外侧壁上均设置有与所述机械手相适配的横向槽。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模具和所述模具盖均由石墨材料制成。

Images